空間高能電子輻照下聚合物絕緣性能研究.pdf

1、材料的絕緣性能一直足影響電氣元件使用壽命的主要條件之一。復(fù)雜空間環(huán)境下,高能電子束輻照下聚合物的帶電效應(yīng)及其絕緣特性的研究是目前空間器件技術(shù)中的一個重要課題。然而,由于樣品帶電過程的復(fù)雜性,對于其產(chǎn)生、變化的過程和機理還無法足夠丁解。
　　本論文提出了比較全面的二維數(shù)值計算模型。該模型考慮了電子散射、捕獲、復(fù)合、遷移和擴散、自治場等因素,揭示了高能電子束照射聚合物樣品的帶電效應(yīng)、空間電荷以及絕緣特性的變化規(guī)律,提出了改善絕緣性能的

2、聚合物的參數(shù)和結(jié)構(gòu)。
　　本論文針對單層聚合物樣品的帶電效應(yīng)和絕緣特性進行了研究。通過數(shù)值計算獲得了空間電荷、空間電位分布、電子束感生電流、絕緣特性及其時變特性。研究結(jié)果表明,空問電荷在樣品內(nèi)部有一個極值分布;空問電荷量隨照射明顯增大,負空間電位可達負數(shù)千伏,電荷放電可產(chǎn)生高強度的放電電流脈沖和電場脈沖,對器件造成較強的干擾;電子束感生電流隨照射會逐漸增大,絕緣性能隨電子照射明顯下降。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),隨著樣品厚度的增大、電子遷移率

3、的減小以及樣品內(nèi)部缺陷密度的增大,樣品絕緣性能會提高;但是電子長時間照射會引起樣品內(nèi)部沉積的電荷數(shù)日增多,會對器件造成較強的干擾。
　　本論文闡明了具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聚合物樣品帶電特性及其絕緣特性。通過模擬得到了樣品內(nèi)部具有多層金屬導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)、具有稀疏網(wǎng)狀金屬結(jié)構(gòu)下的空間電荷分布、空間電位分布、電子束感生電流、泄漏電流以及絕緣特性。結(jié)果表明具有金屬導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)的聚合物樣品的負空間電位值更小,對器件的干擾較弱;泄漏電流更弱,絕緣性能明顯提